本发明专利技术提供了一种柔性一体化生物电信号传感器、检测方法及装置。所述柔性一体化生物电信号传感器包括依次设置的电极复合层、第一绝缘层、电磁屏蔽层和第二绝缘层，所述电极复合层包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极与所述第二电极之间的极性层。本发明专利技术在电极复合层制备过程中，通过在极性溶剂中添加具有高介电常数的极性材料钛酸钡和/或钛酸钙，并采用混合与固化的物理处理方式，保持极性材料的高介电性能，获得具有高介电性能的电极复合层，从而有效提高皮肤与电极之间的耦合电容容值，进而减小容抗，减小总阻抗，降低心电信号在耦合过程中的衰减程度，提高电信号检测效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
柔性一体化生物电信号传感器、检测方法及装置
[0001]本专利技术涉及心电检测
，具体而言，涉及一种柔性一体化生物电信号传感器、检测方法及装置。
技术介绍
[0002]目前，心血管疾病（CVD）患病率及死亡率处于上升阶段，据推算心血管病死亡率占居民疾病死亡构成的40%以上。心电图（ECG）是临床上用于诊断心血管疾病的技术手段，可辅助医护人员辨识心脏的病变和心率失常的性质与严重程度。传统的心电检测所使用的心电图机属于接触式设备，接触式的心电检测需要电极片接触皮肤，然而电极片对于皮肤敏感的患者并不友好，且市面上最亲肤的贴片对正常患者的检测最长也只能保证连续14天的接触，超出时间皮肤会出现红疹等不良反应。因此近年提出采用非接触式的方式来检测人体心电信号，可以无扰式检测心电，摆脱线束的束缚，长期监测记录心电信息。
[0003]现有的非接触式心电传感电极主要由电极和绝缘基底材料复合而成，利用电容耦合原理，将心电信号从人体皮肤耦合至电极，并经调理电路将信号输出至电脑端进行处理。心电信号是通过长距离离子迁移实现传输的，在电荷传输过程中，受衣物、床单等介质的阻碍，电荷逐渐累积在人体表皮并产生极化，使电极表面也累积相应地异性电荷，当皮肤表面电荷发生变化时，电极上的电荷也会相应发生变化。由于人体心电信号是一种弱电信号,信噪比低，容易受到不同衣服材质、运动伪迹、静电、皮肤表面肌电信号等外界条件的干扰，导致心电信号耦合过程中会因阻抗较大而发生衰减。心电信号本就属于微弱信号，通过电容耦合后再次发生衰减，会使其变得更加微弱，增大调理电路和数字算法的处理难度，难以满足在医疗床应用场景中实现稳定检测心电信号的需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的问题是现有非接触式心电传感电极与皮肤之间的耦合电容较小，导致容抗较大，使得心电信号在耦合过程中衰减较大，信号检测效果较差。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种柔性一体化生物电信号传感器，包括：依次设置的电极复合层、第一绝缘层、电磁屏蔽层和第二绝缘层，所述电极复合层包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极与所述第二电极之间的极性层；其中，所述电极复合层的制备方法如下：按重量百分比取如下原料：液态PDMS树脂材料50%
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74%、极性材料25%
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45%、固化剂1%
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5%、催化剂1%
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2%，其中，所述极性材料包括钛酸钡和/或钛酸钙，将上述原料混合均匀，得到极性溶剂，将所述极性溶剂覆盖在基板的上、下表面，并在所述极性溶剂的上、下表面分别覆盖所述第一电极和所述第二电极，经固化处理后得到所述电极复合层。
[0006]较佳地，所述电极复合层包括线形图案和多个框形图案，所述线形图案用于将所述电极复合层分隔为第一区域和第二区域，所述线形图案和所述框形图案均是通过蚀刻工
艺在所述电极复合层的表面上去除铜皮得到的，所述框形图案内、外区域均由导电材料构成，所述框形图案内的区域用于构成与生物电采集电路连接的电极片，所述第一区域内且位于所述框形图案外的区域用于接地，所述第二区域内且位于所述框形图案外的区域用于与右腿驱动电路连接。
[0007]较佳地，所述第一区域包括用于与人体背部对应的背部区域以及除上述背部区域之外的其它区域，所述框形图案在所述背部区域内阵列分布，且所述框形图案在所述背部区域的分布密度大于在所述其它区域的分布密度。
[0008]较佳地，所述生物电信号传感器还包括透气孔，所述透气孔贯穿所述电极复合层、所述第一绝缘层、所述电磁屏蔽层和所述第二绝缘层设置。
[0009]较佳地，所述固化剂包括含氢硅氧烷，所述催化剂包括铂金催化剂。
[0010]本专利技术的柔性一体化生物电信号传感器相较于现有技术的优势在于：本专利技术的柔性一体化生物电信号传感器，包括电极复合层，电极复合层在制备过程中，通过在极性溶剂中添加具有高介电常数的极性材料钛酸钡和/或钛酸钙，并采用混合与固化的物理处理方式，保持极性材料的高介电性能，获得具有高介电性能的电极复合层，从而有效提高皮肤与电极之间的耦合电容容值， 进而减小容抗，减小总阻抗，降低心电信号在耦合过程中的衰减程度，提高电信号检测效果。
[0011]本专利技术还提供一种生物电信号检测方法，基于柔性一体化生物电信号传感器，包括：通过所述柔性一体化生物电信号传感器获取生物电信号；对所述生物电信号进行滤波、放大、运算处理，得到心电数据；将所述心电数据输出，并转换为心电曲线。
[0012]较佳地，所述通过柔性一体化生物电信号传感器获取生物电信号包括：获取所述柔性一体化生物电信号传感器背部区域上的电极片中产生所述生物电信号的第一电极片；从所述第一电极片中任选两片分别作为心电正极和心电负极，输入生物电采集电路，并获取所述生物电采集电路采集到的生物电信号；根据所述生物电信号的质量选择目标正极和目标负极；将所述目标正极和所述目标负极作为所述生物电采集电路的输入，获取所述生物电信号。
[0013]本专利技术的生物电信号检测方法相较于现有技术的优势与非接触式生物电信号检测方法相同，在此不再赘述。
[0014]本专利技术还提供一种生物电信号检测装置，包括：生物电检测单元，包括柔性一体化生物电信号传感器，所述生物电检测单元用于检测生物电信号；生物电采集电路，用于与所述生物电检测单元电连接，所述生物电采集电路用于对所述生物电信号进行滤波、放大、运算处理，得到心电数据；生物电显示单元，用于将所述心电数据输出，并转换为心电曲线。
[0015]本专利技术的生物电信号检测装置相较于现有技术的优势与生物电信号检测方法相同，在此不再赘述。
[0016]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现生物电信号检测方法。
[0017]本专利技术的电子设备相较于现有技术的优势与生物电信号检测方法相同，在此不再赘述。
[0018]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现生物电信号检测方法。
[0019]本专利技术的计算机可读存储介质相较于现有技术的优势与生物电信号检测方法相同，在此不再赘述。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中柔性一体化生物电信号传感器使用时的位置示意图；图2为本专利技术实施例中第一电极的结构示意图；图3为本专利技术实施例中极性层的结构示意图；图4为本专利技术实施例中第二电极的结构示意图；图5为本专利技术实施例中与生物电信号检测方法流程图；图6为人体后背心电检测点分布示意图；图7 为本专利技术实施例中非接触式生物电信号检测装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例中生物电信号检测装置的结构框图；图9为本专利技术实施例中生物电信号检测装置的布局示意图；图10为本专利技术实施例中柔性一体化生物电信号传感器与人体比例对比图。
[0021]附图标记说明：1
‑
人体皮肤；2
‑
衣物；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性一体化生物电信号传感器，其特征在于，包括：依次设置的电极复合层(4)、第一绝缘层(5)、电磁屏蔽层(6)和第二绝缘层(7)，所述电极复合层(4)包括第一电极(41)、第二电极(43)以及设置于所述第一电极(41)与所述第二电极(43)之间的极性层(42)；其中，所述电极复合层(4)的制备方法如下：按重量百分比取如下原料：液态PDMS树脂材料50%
‑
74%、极性材料25%
‑
45%、固化剂1%
‑
5%、催化剂1%
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2%，其中，所述极性材料包括钛酸钡和/或钛酸钙，将上述原料混合均匀，得到极性溶剂，将所述极性溶剂覆盖在基板的上、下表面，并在所述极性溶剂的上、下表面分别覆盖所述第一电极(41)和所述第二电极(43)，经固化处理后得到所述电极复合层(4)。2.根据权利要求1所述的柔性一体化生物电信号传感器，其特征在于，所述电极复合层(4)包括线形图案(411)和多个框形图案(412)，所述线形图案(411)用于将所述电极复合层(4)分隔为第一区域和第二区域，所述线形图案(411)和所述框形图案(412)均是通过蚀刻工艺在所述电极复合层（4）的表面上去除铜皮得到的，所述框形图案(412)内、外区域均由导电材料构成，所述框形图案(412)内的区域用于构成与生物电采集电路连接的电极片(413)，所述第一区域内且位于所述框形图案(412)外的区域用于接地，所述第二区域内且位于所述框形图案(412)外的区域用于与右腿驱动电路连接。3.根据权利要求2所述的柔性一体化生物电信号传感器，其特征在于，所述第一区域包括用于与人体背部对应的背部区域以及除所述背部区域之外的其它区域，所述框形图案(412)在所述背部区域内阵列分布，且所述框形图案(412)在所述背部区域的分布密度大于在所述其它区域的分布密度。4.根据权利要求1所述的柔性一体化生物电信号传感器，其特征在于，还...
【专利技术属性】
技术研发人员：李路平，李可，
申请(专利权)人：宁波康麦隆医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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